高超声速飞行器多约束参考轨迹快速规划算法
第28卷第1期郑总准等:高超声速飞行器多约束参考轨迹快速规划算法91
表2 参考轨迹过程约束满足情况
最大动压
约束要求仿真结果
qm
x
x
完成一次参考轨迹计算所花的计算机时和计算机环境、轨迹的初始条件和轨迹的约束条件严格程度等因素有关。在计算机(操作系统为WindowsXP,编译环境为VC++6.0,CPU为AMDAthlon(tm)3200+,2.01GHz,内存为DDR1G,主频为667MHz)完成上述仿真的计算时间开销为5.328s,故采用此方法能快速求解获得近似最优解的
最大过载
nm
x
x
热流峰值
QSm
x
x
0.530qm0.560nm0.795QSm
参考轨迹。本文提出的算法对于不同飞行任务的通用性良好,相同约束偏差要求下计算时间大约在10s之内。
5 结 论
本文提出一种高超声速滑翔飞行器的参考轨迹快速规划方法。首先完成了再入走廊的分析,并在纵向和侧向剖面分别求解倾侧角的大小和方向,。,,提高算法的收敛速度。
图2
再入参考轨迹
参考文献
[1] ZimmermanC.,DukemanG.,andHansonJ.AnAutomated
MethodtoComputeOrbitalEntryReentryTrajectorieswithHeatingConstraints[J].AIAA2002-4454,2002.
[2] Lu,P.EntryGuidancefortheX-33Vehicle[J].Journalof
SpacecraftandRockets,1998,35(3):342-349.
[3] ShenZ.,andLuP.OnboardGenerationofThree-Dimension2
alConstrainedEntryTrajectories[J].JournalofGuidance,ControlandDynamics,2003,26(1):110-121.
[4] 王明光.先进航天器轨道快速优化[D].西北工业大学博士
图3 倾侧角变化曲线
仿真结果表明:本文所研究的再入飞行参考轨
迹能够很好的满足终端高度、经度、纬度速度、倾角和偏角的约束条件,且精度较高;飞行轨迹严格遵循过程约束条件,热流峰值、最大过载和最大动压都在约束条件之内,即再入过程中,飞行器不会因为热流过大、过载过大和动压过大而导致失败;再入过程中轨道平缓下降,倾角全程小于零,满足准平衡滑翔约束条件,且倾侧角变化平滑,易于控制。
论文,2005.10.
[5] 李小龙,陈士槽.大地往返航天运载器再入的最优轨迹和制
导研究[D].西北工业大学博士论文,1990.